定向凝固及其應用ppt課件-資料下載頁
2025-04-28 23:24本頁面
【正文】 速生長兩種平面凝固條件。n 從目前理論進展和實驗觀察，以不等溫界面的枝晶生長較可靠。一次間距選擇的歷史相關性n 一次枝晶間距選擇是金屬凝固微觀組織花樣形成領域中最重要的問題之一。長期以來，在凝固研究領域中的幾個一次枝晶間距理論模型都潛在地假定一次枝晶間距與凝固系統(tǒng)的當前狀態(tài)具有確定的單值對應關系。實驗結果表明，一次枝晶間距隨凝固控制參數選擇處于一個較寬的分布范圍，其上下限隨生長速度變化而變化。平均一次間距不但與生長速度的變化經歷有關，而且與溫度梯度的變化經歷有關，即平均一次間距具有明顯的歷史相關性。該結果正成為以非平衡自組織理論為指導的新的定向凝固理論的實驗基礎。n 但關于枝晶 /胞晶一次間距選擇歷史相關性及容許范圍的實驗目前都是在低溫梯度 ( 300K/cm ) 和低凝固速率 (500um/s) 下進行的。理論迫切需要在更高的溫度梯度和凝固速率范圍內的定向凝固實驗規(guī)律，特別是凝固體系在靠近絕對穩(wěn)定性速度時的凝固行為。定向凝固在凝固理論研究中的應用n 凝固過程的溶質再分配界面溶質分配系數 k* 測定 k*最簡單的方法是固液平界面試樣淬火法。非平衡凝固條件下的溶質再分配液相中完全混合的溶質再分配液相中有對流作用的溶質再分配液相中只有擴散的溶質再分配n 枝晶間距的研究n 微觀偏析和宏觀偏析n 胞枝轉變n 形核、長大n 晶體缺陷的形成定向凝固在新材料研究與開發(fā)中的應用n 高梯度定向及單晶葉片n 晶向擇優(yōu)控制定向凝固 —— 金屬間化合物定向n 熔體織構定向凝固 —— 高溫氧化物超導材料n 超精細控制定向凝固 —— 高溫結構陶瓷定向n 晶體連續(xù)生長定向凝固 —— 單晶連鑄高梯度定向及單晶葉片n 定向及單晶葉片由于消除橫向晶界或完全消除晶界，晶體沿 [001]特定方向生長，提高初熔溫度及固溶處理窗口溫度，增加 γ數量并 細 化，大幅度提高了性能，提高使用溫度。西北工 業(yè) 大學利用高梯度定向凝固技術 ，使 單 晶 Ni基高溫合金的凝固 組織 與析出 強 化相分 別 達到微米及 亞 微米 級 ，從而使高溫持久性能得到成倍的提高。晶向擇優(yōu)控制定向凝固n 主要針對各向異性的金屬間化合物特別是其最佳性能方向與晶體擇優(yōu)生長方向不一致或伴隨有復雜固態(tài)相變的材料。要求定向凝固過程中除了要控制相與組織的競爭選擇外，還必須精確調節(jié)和控制晶體的生長方向，使具有最佳性能而非優(yōu)先生長的晶向轉變?yōu)閾駜?yōu)生長。一般采用兩種調節(jié)晶體生長方向的方案：旋轉籽晶法和雙梯度法。熔體織構定向凝固n YBCO是一種強各向異性的高溫超導體，過去通用粉末燒結法制備。由于弱連接、夾雜、空洞，嚴重降低臨界電流密度。經過熔體織構定向生長法，可提高超導性能，促進大尺寸 YBCO制備發(fā)展。n YBCO超導體的定向凝固是一個連續(xù)包晶反應、多相熔體相變和棱面晶體取向多變、晶向控制困難的液固轉變過程。超精細控制定向凝固n 高溫結構陶瓷是未來航空航天發(fā)動機的關鍵材料。此類超高溫高強材料的承載特點是有一個主應力方向，因而定向組織可顯示極大的優(yōu)勢。晶體連續(xù)生長定向凝固n 利用定向凝固過程中多晶粒競爭生長的特點制備連續(xù)的單晶是定向凝固技術中一個重要的內容。連鑄銅單晶與多晶相比，其塑性大幅度提高，電阻率降低 38％。自制定向凝固裝置介紹裝置的溫度分
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